硅酸盐玻璃YAG激光损伤研究

测量了硅酸盐玻璃的ＹＡＧ激光损伤阈值，以及重复频率脉冲的积累效应，并研究了光学材料中的非线性吸收过程。分别采用了ＣＷＣＯ２激光预辐射和恒温预烘烤方法来研究如何提高光学的激光损伤阈值问题，并简要分析了相关的机理。     

0.47J×100Hz高光束质量二极管泵浦脉冲固体激光器

采用二极管侧面泵浦结构和主振放大方案,设计和实验研究了大能量高光束质量脉冲固体Nd：YAG激光器.获得了单脉冲输出能量0.47J,重复频率100Hz,光束质量M2因子为4的高光束质量全固态脉冲激光输出.     

脉冲激光束质量的同步测量

研究评价脉冲激光束质量的同步测量方法,方法通过分析脉冲激光光束和ＣＣＤ测量系统的特点,提出在低重复和高重复频率情况下的多种同步测量方法,并通过对钇铝石榴石激光光束质量的评价实验加以验证。结果成功地不同脉冲频率下对ＹＡＧ脉冲激光光束质量进行了评价,并计算出光束质量因子的数量级为１０。     

脉冲激光光束质量的同步测量

目的　研究评价脉冲激光光束质量的同步测量方法。方法　通过分析脉冲激光光束和CCD测量系统的特点,提出在低重复和高重复频率情况下的多种同步测量方法,并通过对钇铝石榴石(YAG)激光光束质量的评价实验加以验证。结果　成功地在不同脉冲频率下对YAG脉冲激光光束质量进行了评价,并计算出光束质量因子的数量级为10。结论　所提出的同步测量方法用于评价脉冲激光光束质量是有效的。     

双脉冲Q开关激光治疗色素性皮肤病的实验研究

通过对Q开关单、双脉冲Nd∶YAG激光、红宝石激光治疗黑色纹身进行实验研究,对Q开关单、双脉冲治疗色素性皮肤病进行了比较和统计学分析,并研究了脉冲间隔、能量密度等参数对双脉冲治疗色素性皮肤病的影响.结果表明,与Q开关单脉冲激光相比,采用Q开关双脉冲激光可以在不提高激光峰值功率的前提下提高治疗色素性皮肤病的效果且减轻损伤.     

脉冲激光光束质量的同步测量

目的　研究评价脉冲激光光束质量的同步测量方法 .方法　通过分析脉冲激光光束和 CCD测量系统的特点 ,提出在低重复和高重复频率情况下的多种同步测量方法 ,并通过对钇铝石榴石 ( YAG)激光光束质量的评价实验加以验证 .结果　成功地在不同脉冲频率下对 YAG脉冲激光光束质量进行了评价 ,并计算出光束质量因子的数量级为 1 0 .结论　所提出的同步测量方法用于评价脉冲激光光束质量是有效的 .     

长脉冲激光损伤YAG晶体的研究

采用毫秒Nd∶YAG脉冲激光在不同的保护气体作用下对钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)晶面单脉冲损伤及多脉冲切割进行了研究,激光损伤及切割断口形貌采用SEM进行表征。结果表明:单脉冲TEM00模式Nd∶YAG激光对YAG晶体损伤时,表面能够生成锥形烧蚀坑(钥匙孔),且烧蚀坑的熔融层约几个微米;毫秒多脉冲Nd∶YAG激光在Ar,N2,O2保护下切割YAG单晶体,切割深度与保护气第一电离能相关。切割状态下,断口出现爆沸现象,产生的气泡形貌与保护气氛有关。     

种子注入高重复频率Q开关激光器

分析了自发辐射与注入种子信号在激光建立过程中的竞争对种子注入的影响. 利用单块非平面环形腔单频激光器作为种子振荡信号,注入到高重复频率Q开关构成的从动激光器,获得单脉冲能量大于5mJ、脉冲宽度40ns的单纵模振荡脉冲激光输出. 测试了种子激光器在不同频率、功率及在从动激光器不同抽运能量下种子注入现象发生的几率实验. 结果表明,频率匹配和从动激光器的抽运能量是影响种子注入发生几率的重要因素.     

脉冲串输出人眼安全光学参量振荡器研究

提出一种基于光学参量振荡器(OPO)获得脉冲串输出1.57μm人眼安全激光的新方法,实现对脉冲串重复频率、脉冲数目及脉冲间隔的调节.分析了光学参量振荡器阈值特性,并对谐振腔进行了优化设计,获得了重复频率可调的脉冲串激光输出.每1个脉冲串含有3个子脉冲,各个子脉冲之间的间隔大于200μs可调.当脉冲间隔为236μs时,脉冲串最大输出能量158 mJ,其中单个脉冲的脉宽约为6 ns.光学参量振荡器的光-光转化效率为30.5%.     

汽车发动机排气阀脉冲激光焊接实验研究

采用YAG激光作为焊接热源,对汽车发动机排气阀的激光焊接工艺进行了实验研究。实验结果表明：对焊面的打磨、抛光和紧密接触对防止焊缝中产生过多的气孔和提高焊缝的机械性能有重要作用;激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度和脉冲频率四个参数是实现脉冲激光焊接的关键因素。经理论推导,确定了在脉冲激光最大平均输出功率300W、单脉冲能量60J、脉冲频率5Hz、焊接速度0.75mm/s的限定条件下,最佳工艺参数组合为脉冲宽度8ms和峰值功率7.5KW。与经传统摩擦焊所得焊缝质量相比,其抗剪切强度有明显提高。     

锁模Nd：YAG激光眼科治疗机的研制

探讨了光致击穿过程中眼组织手术的物理机制以及对非治疗组织的损伤机理,研制了超短脉冲的锁模ＹＡＧ眼科治疗机,ＰＳ激光脉冲与生物体作用效应的空间选择性更强,不易破坏邻近组织,其选择击穿作用优于ｎｓ的调Ｑ激光,解决了ＹＡＧ激光眼科机治疗过程中的人工晶体损伤和其他副作用问题,整个治疗过程更加安全、可靠。     

飞秒激光诱导氧化锌晶体表面纳米条纹的相干连接

介绍了飞秒激光脉冲辐照氧化锌晶体表面诱导纳米条纹的相干连接,通过调整两次激光扫描区域的间距,两次独立形成的纳米条纹可以相干的连接起来,形成更长的纳米光栅.这样就解决了以前诱导光栅尺寸由激光聚集光斑大小限制的问题.Raman线扫描技术表征了相干连接的质量,并对相关的物理机制做了讨论.这种技术可以利用飞秒激光制作大尺寸的自组装纳米光栅.     

锁模Nd∶YAG激光眼科治疗机的研制

探讨了光致击穿过程中眼组织手术的物理机制以及对非治疗组织的损伤机理．研制了超短脉冲的锁模ＹＡＧ激光眼科治疗机．ｐｓ激光脉冲与生物体作用效应的空间选择性更强，不易破坏邻近组织，其选择击穿作用优于ｎｓ 的调Ｑ 激光．解决了ＹＡＧ 激光眼科机治疗过程中的人工晶体损伤和其他副作用问题，整个治疗过程更加安全、可靠．     

激光照射金纳米微粒靶向细胞对细胞膜通透性的影响

利用光吸收性纳米微粒靶向选定细胞后,采用短脉冲激光照射可以得到局部的定位损伤,因此光吸收性纳米微粒作为媒介可诱导可控细胞微效应.激光照射结合有金纳米微粒的细胞可以暂时提高细胞膜的通透性.激光照射后,利用流式细胞仪,测量细胞对异硫氰酸荧光素葡聚糖和碘化丙啶的吸收量来判断细胞膜的暂时通透性和细胞的死亡率.通过实验发现,对于Karpas-299细胞,最高的转染率可以达到65%以上.实验结果表明,细胞的死亡率和转染率受到金纳米微粒浓度、细胞抗原蛋白和类型的影响.     

中红外激光场中分子高次谐波生成的单轨道和多轨道效应

采用非微扰电动力学的方法研究了中红外激光场驱动分子产生的高次谐波能谱,并分析了不同分子轨道的贡献.研究发现,单个分子轨道产生的高次谐波能谱呈现出分子结构导致的干涉极小值.长脉冲中干涉极小值的位置随着激光强度增加向高能端移动,短脉冲中其位置固定.这种差别是由于不同脉宽的激光场中电子抖动动能的变化引起的.干涉极小值的最大移动量等于激光场中电子的抖动能.多个分子轨道辐射的谐波会产生干涉,这种干涉效应主要体现在两个方面:一是掩盖了单个轨道谐波谱的干涉极小值,从而使得总能谱中极小值不明显;二是通过总能谱中干涉结构的变化,体现出单轨道谐波谱中干涉极小值前后的相位突变.本研究解释了一系列的实验观测并预言了有待观测的现象.     

利用双温模型理论分析飞秒激光烧蚀金过程

为了了解飞秒激光脉冲烧蚀金过程中的电子温度和晶格温度变化。利用显式有限差分法对飞秒激光脉冲烧蚀金的过程中电子和晶格的温度场进行一维数值计算。理论研究了不同激光脉宽和电声耦合系数对金属表层电子和晶格温度的影响,同时还研究了双脉冲激光烧蚀金过程中电子和晶格温度的变化。得出激光脉冲越短,加工热效应越小,多脉冲具有热累积效应。因此,为了实现飞秒激光冷加工,应该采用单个超短脉冲降低热效应。     

超短脉冲激光对岩石烧蚀量的研究

超短脉冲激光与岩石之间的相互作用是激光钻井破岩过程中的本质过程,该过程除了与岩石成分和岩石所处的外部环境有关外,还与激光入射条件有关。文中以红砂岩和大理岩作为研究对象,对激光入射频率和发次对烧蚀量的影响进行了初步研究。结果发现,烧蚀量与激光入射频率和发次有很大关系。此外,浸水后的烧蚀量明显大于干燥状态下的烧蚀量。     

飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.     

小鼠肝肿瘤激光间质热疗损伤区域MRI研究

为了更好地选择用于治疗肝肿瘤的激光间质热疗剂量,通过体外培养肝肿瘤细胞H22,建立小鼠皮下移植肝肿瘤模型,采用4组功率（1.2/1.4/1.9/2.1 W）激光在相同加热时间（600 s）下进行肿瘤激光热疗,并于术前、术后进行磁共振扫描,观察小鼠肝肿瘤经热疗后的损伤区域磁共振成像（MRI）的变化情况.结果表明：激光热疗过程中肿瘤组织加热中心的温度随加热时间的延长而上升,且激光功率越大,温度上升幅度越大;4组功率热疗后,肿瘤内部均呈现明显的凝固坏死区域,肿瘤内部损伤区域大小和位置在MRI图中清晰可辨,与周围未发生损伤的组织边界明显;1.2/1.4/1.9 W组损伤区域较小,2.1 W组损伤区域明显较其他3组大.研究发现：不同激光功率下激光间质热疗对小鼠肝肿瘤均有治疗效果,2.1 W组效果明显;MRI对热疗损伤区域的变化情况有理想的评估价值.     

What are Exciting in Laser Science

ＷｈａｔａｒｅＥｘｃｉｔｉｎｇｉｎＬａｓｅｒＳｃｉｅｎｃｅＹｕｅｎ－ＲｏｎＳｈｅｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ,ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅｓＤｉｖｉｓｉｏｎＬａｗｒｅｎｃｅＢｅｒｋｅｌｅｙＮ...